دانلود پایان نامه درجه حرارت و مقایسه


Widget not in any sidebars
d ضخامت عایق، k ثابت بولتزمن و T درجه حرارت است.
شکل (2-5): منحنی مشخصه جریان – ولتاژ برای a) – –
b) – – در دماهای مختلف [32].
با مقایسه منحنی I-V هر نمونه در دماهای مختلف می توانیم ماهیت نیمرسانای نمونه های حاضر را نتیجه گیری کنیم [17]. که وقتی میدان در محدوده میدان های V/cm (104-103) و یا بالاتر باشد رابطه ی TlnI بر حسب E1/2 خطی است.
اغلب وقتی دمای نمونه افزایش می یابد رفتار غیراهمی سریعتر نمایان می شود، بنابراین میتوان گفت اثر پول- فرنکل، پدیده ای الکتریکی توام با اثرات گرمایی است.
2-7-1) تزریق بار در اتصالات
در چنین بحثی میتوان اتصالات فلز-نیمرسانا یا فلز- عایق-فلز یا دیگر اتصالات را در نظر گرفت.
بار در پیوندگاه را می توان به عایق یا نیمرسانا وارد کرد که این عمل میتواند توسط گسیل گرمایی یا اعمال میدان به پیوندگاه انجام شود. برای اتصال فلز- عایق سه حالت امکان پذیر است: خنثی، اهمی، غیر اهمی. نوع اتصال به دست آمده توسط توابع کار فلز و عایق، چگالی حالات در عایق و میدان الکتریکی معلوم میشود. در این زیر بخش اتصالات مذکور را بررسی میکنیم.
2-7-1-1) اتصال خنثی
وقتی توابع کار فلز و عایق یکسان باشد، اتصال خنثی به دست می آید که در این اتصال نوار رسانش وسیع بوده و اتصالی اهمی است (شکلa (2-6) را ببینید).
2-7-1-2) اتصال اهمی
اگر یک فلز با عایقی که دارای تابع کار بزرگتری نسبت به فلز است، اتصال داده شود، الکترونها به سمت عایق حرکت می کنند تا زمانیکه تعادل گرمایی برقرار شود. این عمل، منجر به ایجاد یک ناحیه بار فضایی در عایق در نزدیکی فلز میشود و مقداری معادل از بارهای مثبت روی فلز القا میشود. این بارها میدان الکتریکی تولید میکنند که سبب پیچش نوارها به سمت بالا میشود. در این حالت سد پتانسیلی وجود ندارد. و اتصال اهمی است.(شکل b (2-6) را ببینید).
2-7-1-3) اتصال غیر اهمی
اگر تابع کار فلز фm، بزرگتر از تابع کار عایق фi، باشد و اگر یک چگالی کافی از مراکز دهنده در عایق وجود داشته باشد، الکترونها میتوانند از این حالات به فلز گسیل شوند تا اینکه تعادل برقرار شود. سپس لایه‏های بارفضایی ایجاد شده منجر به ایجاد میدان‏الکتریکی میشوند که عامل پیچش نوارها به سمت پایین است. (شکل c (2-6) را ببینید).
بار فضایی مثبت به مسافت ، در ناحیه تهی از حاملهای آزاد گسترش مییابد که معادل بار منفی روی الکترود است. به خاطر غیاب حاملهای متحرک، ناحیهی تهی بسیار مقاوم میشود و این اثر در حضور میدان الکتریکی منجر به اثر شاتکی میشود.
شکل2-6) نمودارهای پتانسیلی اتصالات فلز- عایق برای الکترونهای تعادلی
a). اهمی b). تزریقی c). اتصال غیر اهمی ]42[.
2-7-2 ) اثر شاتکی
الکترونی به بار (-q) را به فاصله x از سطح فلز در نظر بگیرید. همچنانکه در شکل(الف)2-7() ، نشان داده شده است. این بار خطوط میدان الکتریکی ایجاد میکند که به دلیل رسانا بودن فلز، تمام خطوط میدان باید بر سطح آن عمود باشند. این خطوط چنان عمل میکنند که گویی یک بار تصویری (+q) در (-x) را جایگزین سطح فلز کنیم.
براساس نیروی جاذبهی کولنی، نیروی وارد بر الکترون عبارتست از:
(2-30)
با توجه به اینکه و به ازای x=∞، انرژی پتانسیل صفر است خواهیم داشت: